KR20020061717A - Microstrip beam forming antenna - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고정 빔 성형 안테나(Switched Beam Antenna) 방식의 이동 통신용 스마트 안테나(Smart Antenna)에 관한 것으로, 특히 마이크로스트립 안테나와 빔성형기가 일체형으로 이루어진 마이크로스트립 빔 성형 안테나에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a smart antenna for mobile communication of a switched beam antenna, and more particularly to a microstrip beam forming antenna in which a microstrip antenna and a beam molding machine are integrated.
일반적으로 안테나는 무선용의 송/수신기와 공간을 결합하는 중계장치로 전자파를 방사 또는 수신하는 일종의 에너지 변환장치(energy converter)라 할 수 있다.In general, an antenna is a relay that combines a space with a radio transmitter / receiver and may be referred to as a type of energy converter that emits or receives electromagnetic waves.
즉, 송신 안테나는 송신기(고주파 회로)로부터 전달된 전기 에너지(전력)를 전자파 에너지로 변환시켜 공간에 방사하고, 자유공간을 전송 선로로하여, 수신 안테나에서 전자파 에너지를 다시 전기적 에너지로 변환시켜 수신기에 전달한다.That is, the transmitting antenna converts electrical energy (power) transmitted from a transmitter (high frequency circuit) into electromagnetic energy and radiates it into a space, converts electromagnetic energy into electrical energy in a receiving antenna by converting free space into a transmission line, and then receives a receiver. To pass on.
이와 같은 기능을 보유하는 안테나는 이동통신, 위성통신 등 무선통신의 활성화를 위한 주력 기술분야의 하나로서 통신 시스템, 레이더 시스템 및 우주 항공분야 등에 널리 응용되고 있다.An antenna having such a function is one of the main technology fields for activating wireless communication such as mobile communication and satellite communication, and is widely applied to communication systems, radar systems, and aerospace fields.
그리고 최근 이동통신 기술의 빠른 발전으로 인해 통신 사업자들은 가입자들의 확보를 위해, 새로운 서비스 상품개발 및 통신 품질의 향상을 위해 많은 노력을 기울이고 있다.In recent years, due to the rapid development of mobile communication technology, telecommunications companies are making great efforts to secure subscribers, develop new service products, and improve communication quality.
하지만 이러한 노력에 큰 장애요소로 나타나고 있는 것 중 하나가 무선 채널의 제한, 즉 주파수라는 자원이 한정되어 있다는 것이다.However, one of the major obstacles to this effort is the limitation of radio channels, or resources called frequency.
따라서 이를 효율적으로 사용하기 위해 현재 많은 기술들이 개발되고 있으며, 그 중 하나가 스마트 안테나이다.Therefore, many technologies are currently being developed to use them efficiently, one of which is a smart antenna.
이 스마트 안테나는 기존에 이동 통신용 기지국에서 사용되었던 지향성 안테나 및 전방향 안테나의 문제점인 출력 소비와 전파 간섭에 대한 영향이 크다는 것을 해결하고 있다.This smart antenna solves a large impact on power consumption and radio interference, which is a problem of directional antennas and omnidirectional antennas, which are used in base stations for mobile communication.
즉, 스마트 안테나의 도입으로 기지국에서 가입자에게 송수신되는 신호를 선택적으로 제어함으로서 전파에 대한 간섭을 최소화하고 또 방해전파를 제거하고 있다.That is, the introduction of the smart antenna to selectively control the signal transmitted and received from the base station to the subscriber to minimize the interference to the radio wave and to remove the jammer.
이러한 기술 발전은 안테나 기술의 발전 외에 빔 성형(beam forming) 기술의 발전과 맞물려 더욱 가능하게 되었다.This development has been made possible by the development of beam forming technology in addition to the development of antenna technology.
빔 성형기는 복수개의 빔을 형성시키는 위상 배열의 특수한 형태라고 볼 수 있는데, 이는 각 빔 포트에서 안테나 소자까지의 위상차를 이용하여 안테나로 방사되는 빔의 지향 방향이 서로 다른 다수의 빔을 형성시킬 수 있다.A beam shaper is a special type of phased array that forms a plurality of beams, which can form multiple beams with different directions of beams radiated to the antenna using the phase difference from each beam port to the antenna element. have.
이 빔 성형기는 최근까지 대부분 군수산업과 우주산업 분야에서 연구되고 있으며, 1993년부터 1997년까지 유럽의 대학, 연구기관, 그리고 기업이 공동으로 진행한 능동 안테나에 관한 ‘COST 프로젝트 245’에서는 4 ×4 버틀러 매트릭스를 이용하여 1900MHz PCS대역에서 동작하는 4배열 안테나를 구현하였다.Until recently, most beam forming machines have been studied in the military and aerospace industries. Using a four Butler matrix, we implemented a four-array antenna operating in the 1900MHz PCS band.
그리고 현재 Anaren, ETI, RF Power, Merrimac과 같은 외국기업에서는 4×4, 8 ×8 버틀러 매트릭스를 상용제품으로 생산하고 있다. 그러나 이 제품들은 대부분 군용 또는 위성용 제품에 한정되며, 매우 고가이다.Currently, foreign companies such as Anaren, ETI, RF Power and Merrimac produce 4 × 4 and 8 × 8 Butler matrices as commercial products. However, most of these products are limited to military or satellite products and are very expensive.
또한 국내 연구기관에서도 빔 성형기를 개발한 사례가 있으나 상용품으로 시판되고 있는 제품은 현재 없다.In addition, domestic research institutes have developed beam forming machines, but no products are currently available as commercial items.
이와 같은 빔 성형 기술을 도입한 안테나로는 고정 빔 방식 안테나(Switched Beam Antenna)와 적응 빔 방식 안테나(Adaptive Beam Antenna), 두 가지 형태로 분류된다.Antennas incorporating such beamforming techniques are classified into two types, a fixed beam antenna and an adaptive beam antenna.
고정 빔 방식의 안테나는 안테나로부터 방사되는 빔의 패턴이 고정되어 있는 것이며, 적응 빔은 안테나의 패턴이 시간, 혹은 주위 환경에 따라서 변화 할 수 있는 것이다.In the fixed beam antenna, the pattern of the beam radiated from the antenna is fixed, and the adaptive beam is a pattern in which the antenna pattern can change depending on time or surrounding environment.
그리고 상기 빔 성형기와 결합되어 사용되는 스마트 안테나로는 주로 마이크로 스트립 안테나가 사용되는데, 이는 일반적인 마이크로파 안테나에 비해 가격이 저렴하고 소형, 경량으로 대량 생산이 가능하며 설치가 용이하다는 장점 때문에 넓은 주파수에 걸쳐 폭 넓게 사용되고 있다.In addition, as a smart antenna used in combination with the beam forming machine, a microstrip antenna is mainly used, which is cheaper than a conventional microwave antenna, and can be mass-produced in a small size and light weight, and is easy to install over a wide frequency. It is widely used.
그러나 일반적으로 대역폭이 좁고 이득이 낮으며 출력이 낮은 단점을 가지고 있다.However, they typically have the disadvantages of narrow bandwidth, low gain, and low output.
따라서 이러한 단점을 극복하기 위한 방법으로 두껍고 낮은 유전율의 기판 사용 및 임피던스 정합 회로를 사용하거나, 또는 기생소자를 사용하여 대역폭을 증가시키고 있다.Therefore, as a method for overcoming these shortcomings, the use of thick and low dielectric constant substrates and impedance matching circuits or parasitic elements are used to increase the bandwidth.
이때, 첫 번째 방법은 두껍고 낮은 유전율의 기판인 폼을 사용하여 유전체내에 도파되는 양을 줄이고 방사가 많이 이루어지도록 하는 방법이다.In this case, the first method is to reduce the amount of waveguided in the dielectric and to emit a lot of radiation by using a thick, low dielectric constant substrate.
그러나 기판이 두꺼워질수록 원하지 않는 표면파가 여기 되는 문제가 발생되므로, 주로 보통 평면 임피던스 정합 회로를 설계하여 대역폭을 10~15%까지 개선시키는 두 번째 방법이 사용되고 있다.However, the thicker the substrate is, the more unwanted surface waves are excited, so a second method is usually used to improve the bandwidth by 10-15% by designing a planar impedance matching circuit.
또한 슬롯 결합 구조의 마이크로스트립 패치나 두 개의 패치(Stacked Patches)를 사용하여 이중공진 효과 원리를 이용함으로서 대역폭을 더욱 증가시키고 있다.In addition, the use of the double resonant effect principle using slotted microstrip patches or two patches (Stacked Patches) further increases the bandwidth.
이 마이크로 스트립 안테나를 이용한 구조로 1988년에 J. F. Zurcher에 의해서 보다 더 큰 광대역 특성을 가지는 SSFIP(Strip Slot Foam Inverted Patch) 안테나의 개념이 제안되었다.In 1988, J. F. Zurcher proposed the concept of SSFIP (Strip Slot Foam Inverted Patch) antenna with more wideband characteristics.
이 구조는 도 1에서 나타낸 바와 같이 인버티드 패치(10), 폼(20), 슬롯(30), 그리고 스트립라인(40)으로 구성된다.This structure consists of an inverted patch 10, a foam 20, a slot 30, and a stripline 40 as shown in FIG. 1.
이 구조는 단일 슬롯 위에 유전율이 아주 낮고 두꺼운 폼(Foam)을 가지는 구조로서, 슬롯 결합 자체의 광대역 특성과 두꺼운 유전체를 가지면서 얻어지는 광대역 효과를 동시에 얻을 수 있다.This structure has a very low dielectric constant and thick foam on a single slot, and simultaneously obtains the broadband characteristics of the slot coupling itself and the broadband effect obtained with the thick dielectric.
이와 같은 단일 슬롯 결합 구조는 기존의 마이크로 스트립 라인 급전 구조나 전자기적 결합 급전 구조에서 오는 기생 방사 영향이 없고, 방사 패턴 또한 대칭적이며 임피던스 정합이 가능한 파라미터가 많아 임피던스 정합이 쉽다는 장점을 갖는다.Such a single slot coupling structure has no parasitic radiation effect from the conventional micro strip line feeding structure or the electromagnetic coupling feeding structure, and the radiation pattern is also symmetric and has an advantage that impedance matching is easy due to many parameters that can be matched with impedance.
마이크로 스트립 안테나의 다른 특징 중의 하나는 안테나의 이득을 높이기 위한 배열(Array)이 쉽다는 것이다.One of the other features of microstrip antennas is the easy array to increase the gain of the antenna.
그러나 이 배열 안테나에서는 급전 선로의 방사 때문에 교차 극성(Cross Polarization)과 부엽 레벨(Side Lobe Level)이 높아질 수 있는 단점이 있는데 이것은 프로브를 통한 급전이나 슬롯 결합 구조 구현기술로 해결할 수 있다.However, this array antenna has a disadvantage in that cross polarization and side lobe levels can be increased due to radiation of a feed line, which can be solved by a feeding technique using a probe or a slot coupling structure.
이와 같은 장점을 갖는 마이크로 스트립 안테나는 최근 대역폭 성능에 대한 특성은 낮지만 PCS용 상품으로 사용되고 있고, 또한 IMT-2000등 2GHz이상의 대역을 이용하는 통신 서비스가 활성화되면서 앞으로 이 분야의 연구가 더욱 활발히 진행될 것으로 전망된다.Microstrip antennas with such advantages have recently been used as products for PCS, although they have low characteristics on bandwidth performance, and further research in this field will be conducted more actively as communication services using bands above 2GHz such as IMT-2000 are activated. Is viewed.
이상에서 설명한 종래 기술에 따른 마이크로스트립 안테나 및 빔 성형기는 두 기기가 일체형으로 구성되어 있지 않고, 각각 별도로 구성되어 결합되는 형태로 사용되고 있기 때문에 시스템의 상호 연결 구성이 매우 복잡하며 또한 안테나의 크기가 커지고 제작비용 역시 많이 들게 되는 문제가 발생된다.The microstrip antenna and beam shaper according to the related art described above are used in a form in which the two devices are not integrally formed and are separately configured and combined, so that the interconnection configuration of the system is very complicated and the size of the antenna is increased. The cost of production also becomes a problem.
또한 마이크로 스트립 안테나 기술은 많은 응용 분야에 이용되면서 발전해 왔지만 설계에는 안테나 대역폭, 표면파 효과, 급전 손실, 매질의 특성, 전체 배열 설계 및 상호 결합 뿐 만 아니라 폭 넓고 다양한 상호관련 문제들을 고려해야 하는 어려움이 있다.Microstrip antenna technology has also evolved in many applications, but the design has to address a wide variety of interrelated issues as well as antenna bandwidth, surface wave effects, feed loss, characteristics of the medium, overall array design and coupling. .
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 광대역 특성을 얻기 위하여 SSFIP 구조로 설계된 마이크로 스트립 패치 어레이 안테나(array antenna)와 하이브리드 커플러(hybrid coupler)를 이용한 버틀러 매트릭스(butler matrix) 빔 성형기(beam former)를 적층으로 결합한 일체형 안테나를 구성하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, but the butler matrix beam using a microstrip patch array antenna (array antenna) and a hybrid coupler (SBRIP) designed in order to obtain broadband characteristics An object of the present invention is to construct an integrated antenna in which a beam former is combined in a stack.
도 1 은 종래 기술에 따른 SSFIP 마이크로스트립 안테나 구조를 나타낸 도면1 is a view showing a SSFIP microstrip antenna structure according to the prior art
도 2 는 본 발명에 따른 마이크로스트립 빔 성형 안테나를 나타낸 도면2 is a view showing a microstrip beam shaping antenna according to the present invention;
도 3 은 도 2에 구성된 4x4 버틀러 매트릭스 빔 성형기를 나타낸 도면3 shows a 4x4 Butler matrix beam former formed in FIG.
도 4 는 본 발명에 따른 마이크로스트립 빔 성형 안테나를 이용한 실시예Figure 4 is an embodiment using a microstrip beam shaping antenna according to the present invention
도 5 는 본 발명에 따른 마이크로스트립 빔 성형 안테나를 이용한 다른 실시예5 is another embodiment using a microstrip beam shaping antenna according to the present invention;
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
50 : 레이돔 80 : 폼50: Radom 80: Foam
70 : 패치 어레이 안테나 60, 110 : 게스킷70: patch array antenna 60, 110: gasket
90 : 접지/슬롯 100 : 빔 성형기90: ground / slot 100: beam forming machine
120 : 하이브리드 커플러 130 : 위상 편이기120: hybrid coupler 130: phase shifter
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 마이크로스트립 빔 성형 안테나의 특징은 폼 앞단에 형성되어 다수개의 배열로 이루어져 안테나의 빔 패턴을 형성하는 패치 어레이 안테나와, 상기 패치 어레이 안테나 다음 단에 형성되어 슬롯/접지와 안테나간의 간격을 변화시켜 안테나의 전기적 특성을 조절하는 폼과,상기 폼 다음 단에 형성되어 상기 형성된 빔 패턴을 조작하고, 동시에 안테나에 신호를 공급해 주는 빔 성형기와, 상기 폼과 빔 성형기 사이에 다수개의 슬롯을 가지고 형성되어 두 기기간의 전자기적 결합을 시켜주고, 상기 빔 성형기에서 공급되는 신호를 패치 어레이 안테나에 인가하는 접지/슬롯을 포함하여 구성되는데 있다.Features of the microstrip beam shaping antenna according to the present invention for achieving the above object is a patch array antenna formed in the front end of the form of a plurality of arrays to form a beam pattern of the antenna, and formed in the next stage of the patch array antenna A foam forming apparatus for controlling an electrical characteristic of the antenna by changing a distance between the slot / ground and the antenna; a beam forming machine formed at a stage next to the foam to manipulate the formed beam pattern and simultaneously supplying a signal to the antenna; It is formed with a plurality of slots between the beam forming machine to form an electromagnetic coupling between the two devices, and comprises a ground / slot for applying a signal supplied from the beam forming machine to the patch array antenna.
본 발명의 다른 특징은 빔 성형기가 다수 개의 입력단으로부터 다수 개의 배열 소자에 의해서 다수 개의 빔을 형성하는 하이브리드 커플러와, 45°편이를 갖는 다수 개의 위상 편이기를 포함하여 구성되는데 있다.Another feature of the present invention is that the beam shaper comprises a hybrid coupler for forming a plurality of beams by a plurality of array elements from a plurality of inputs, and a plurality of phase shifters having a 45 ° shift.
본 발명의 또 다른 특징은 상기 패치 어레이 안테나와 빔 성형기가 적층형구조로 설계되는데 있다.Another feature of the present invention is that the patch array antenna and the beam shaper are designed in a stacked structure.
본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.
본 발명에 따른 마이크로스트립 빔 성형 안테나의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A preferred embodiment of the microstrip beam shaping antenna according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2 는 본 발명에 따른 마이크로스트립 빔 성형 안테나를 나타낸 도면이다.2 is a view showing a microstrip beam shaping antenna according to the present invention.
도 2를 보면, 양측에 케이스 역할을 하는 레이돔(50)과, 제 1 게스킷(60) 패치 어레이 안테나(70), 폼(80), 접지/슬롯(90), 빔 성형기(100), 제 2 게스킷(110)이 순차적으로 구성된다.2, the radome 50, which acts as a case on both sides, the first gasket 60, the patch array antenna 70, the foam 80, the ground / slot 90, the beam shaper 100, and the first Two gaskets 110 are configured sequentially.
상기 폼(80)은 접지/슬롯(90)과 패치 어레이 안테나(70) 사이에 간격을 주기 위한 부분으로 패치 어레이 안테나(70)의 전기적 특성에 영향을 준다. 즉, 이 부분의 높이(height)에 의해서 패치 어레이 안테나(70)의 빔 패턴과임피던스(impedance) 매칭(광대역특성)이 변화된다.The foam 80 is a portion for spacing between the ground / slot 90 and the patch array antenna 70 that affects the electrical characteristics of the patch array antenna 70. That is, the beam pattern and impedance matching (broadband characteristics) of the patch array antenna 70 are changed by the height of this portion.
그리고 상기 패치 어레이 안테나(70)는 안테나의 빔 패턴이 형성되는 부분으로 4x4 개로 배열되어 있다.In addition, the patch array antennas 70 are arranged in a 4x4 unit in which a beam pattern of the antenna is formed.
그리고 상기 제 1 게스킷(60)은 레이돔(50)과 패치 어레이 안테나(70)간의 간격을 주기 위한 부분이다.The first gasket 60 is a portion for giving a gap between the radome 50 and the patch array antenna 70.
그리고 상기 접지/슬롯(90)은 패치 어레이 안테나(70)와 빔 성형기(100)간의 전자기적 결합을 시켜주는 부분으로 그라운드 부분에 슬롯(slot)을 내주어서 아래쪽의 빔 형성을 위한 피드라인(feedline)으로부터 패치 어레이 안테나(70)에 신호를 인가해 준다.In addition, the ground / slot 90 is a portion that allows electromagnetic coupling between the patch array antenna 70 and the beam shaper 100. A slot is formed in the ground portion to feed a feedline for beam formation below. Signal is applied to the patch array antenna (70).
그리고 상기 빔 성형기(100)는 패치 어레이 안테나(70)의 수평 빔 패턴을 조작해주는 역할을 함과 동시에 패치 어레이 안테나(70)에 신호을 공급해주는 역할을 한다.The beam shaper 100 operates a horizontal beam pattern of the patch array antenna 70 and simultaneously supplies a signal to the patch array antenna 70.
그리고 상기 제 2 게스킷(110)은 빔 성형기(100)와 케이스(50)간의 간격을 주기 위한 부분이다.The second gasket 110 is a portion for giving a gap between the beam shaper 100 and the case 50.
이때 상기 패치 어레이 안테나(70)와 빔 성형기(100)가 적층으로 결합되어 있으며, 상기 패치 어레이 안테나(70)는 SSFIP(Strip Slot Foam Inverted Patch) 구조로 설계되어 협대역 특성을 극복하고 있다.In this case, the patch array antenna 70 and the beam shaper 100 are coupled in a stack, and the patch array antenna 70 is designed in a strip slot foam inverted patch (SSFIP) structure to overcome narrowband characteristics.
상기 패치 어레이 안테나(70)는 SSFIP구조의 4x4 개로 배열되어 높은 이득과 광대역 특성을 갖는다.The patch array antennas 70 are arranged in 4x4 pieces of the SSFIP structure and have high gain and broadband characteristics.
그리고 상기 빔 성형기(100)는 4x4 버틀러 매트릭스 빔 성형기가 사용된다.In addition, the beam forming machine 100 is a 4x4 butler matrix beam forming machine.
이때 상기 빔 성형기(100)를 도면을 참조하여 좀더 자세히 설명하면 다음과 같다.At this time, the beam forming machine 100 will be described in more detail with reference to the drawings.
도 3 은 본 발명에 따른 4x4 버틀러 매트릭스 빔 성형기를 나타낸 도면으로, 도 3을 보면 4개의 입력단으로부터 4개의 배열 소자에 의해서 4개의 빔을 형성하는 4개의 하이브리드 커플러(120)와, 45°편이를 갖는 2개의 위상 편이기(130)로 구성된다.3 is a view showing a 4x4 butler matrix beam former according to the present invention. Referring to FIG. 3, four hybrid couplers 120 and four 45 ° shifts are formed by four array elements from four input stages. It consists of two phase shifters 130 having.
이와 같이 구성되는 빔 성형기(100)의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the beam forming machine 100 is configured as follows.
먼저, 입력단의 1~4를 통해 빔의 방향이 선택되면, 4개의 출력단 5~8에서는 서로 인접한 출력단(5~6, 6~7, 그리고 7~8)간에 동일한 위상차를 갖는 신호를 발생시킨다.First, when the beam direction is selected through the inputs 1 to 4, the four output terminals 5 to 8 generate signals having the same phase difference between adjacent output terminals 5 to 6, 6 to 7, and 7 to 8.
그리고 이 신호를 안테나에 인가시키면 안테나의 빔 패턴이 입력단의 선택에 따라서 도 3의 빔 패턴 4가지 중에서 어떤 하나의 패턴이 형성된다.When the signal is applied to the antenna, any one of four beam patterns of FIG. 3 is formed according to the selection of the input terminal.
즉 하이브리드 커플러(120)를 적절히 조합하여 입력신호의 선택에 따른 출력신호의 위상변환을 수행한다.That is, the hybrid coupler 120 is properly combined to perform phase conversion of the output signal according to the selection of the input signal.
이와 같이 빔 성형기(100)는 버틀러 매트릭스의 구조상 존재하는 전송 선로의 교차점을 사용하지 않은 구조로 삽입 손실과 위상 분포 오차를 최소화할 수 있다.As such, the beam shaper 100 may minimize insertion loss and phase distribution error since the beam shaper 100 does not use the intersection point of the transmission line existing in the structure of the butler matrix.
이와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 마이크로스트립 빔 성형 안테나는 다양한 용도로 활용될 수 있다.The microstrip beam shaping antenna according to the present invention having such a structure can be utilized for various purposes.
실 예로서, 도 4에서 나타내고 있는 것과 같이 최근 활발하게 연구가 진행되고 있는 고정 빔 방식 스마트 안테나 시스템이나, 도 5에서 나타내고 있는 중계기의 대기지국용 안테나에서 간섭 기지국 B 의 신호를 억제하고 목표 기지국 A로 신호를 송수신하도록 하는 소위 '신호 스캐닝'기능을 구현하는데 사용될 수 있다.As an example, as shown in FIG. 4, a fixed beam type smart antenna system, which is being actively researched recently, or an antenna for a standby station of a repeater shown in FIG. It can be used to implement a so-called 'signal scanning' function to send and receive signals.
또한 이동 통신의 트래픽 밀집 지역은 시간에 따라 변화는 경우가 많다는 점을 고려하여 최근 트래픽에 따라 섹터의 각도를 조절함으로써 시스템의 효율을 향상시키고자 하는 연구가 진행되고 있는데, 이러한 응용에서 방사형으로 빔이 형성되도록 배치하고 빔 선택 기능을 하는 스위치 모듈을 부가함으로써 트래픽의 밀집도에 따라 섹터의 각도를 조절할 수가 있다.In addition, considering that traffic density of mobile communication is frequently changed over time, researches to improve the efficiency of the system by adjusting the angle of the sector according to traffic have been conducted. It is possible to adjust the angle of the sector according to the density of the traffic by arranging to be formed and adding a switch module for beam selection.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 마이크로스트립 빔 성형 안테나는 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the microstrip beam shaping antenna according to the present invention has the following effects.
첫째, 패치 어레이 안테나와 빔 성형기가 적층으로 결합되어 성능 향상과 제조 비용 절감을 이루고 있으며, 현재 IMT-2000용 주파수로 배정된 전 주파수 대역(1885MHz~2200MHz)에서 사용 할 수 있도록 광대역화 할 수 있다.First, patch array antennas and beam formers are combined in a stack to achieve improved performance and reduced manufacturing costs, and can be widened for use in all frequency bands (1885MHz to 2200MHz) currently allocated for IMT-2000. .
둘째, 패치 어레이 안테나를 SSFIP(Strip Slot Foam Inverted Patch) 구조로 설계하여 협대역 특성을 극복할 수 있다.Second, the patch array antenna may be designed in a strip slot foam inverted patch (SSFIP) structure to overcome narrowband characteristics.
셋째, 빔 성형기는 버틀러 매트릭스의 구조상 존재하는 전송 선로의 교차점을 사용하지 않은 구조로 삽입 손실과 위상 분포 오차가 최소화할 수 있다.Third, the beam shaper does not use the intersection point of the transmission line existing in the structure of the butler matrix, thereby minimizing insertion loss and phase distribution error.
넷째, IMT-2000 서비스에서의 기지국 서비스 용량 및 커버리지 증대, 환경 친화적 안테나 설치, 트래픽에 따른 최적의 섹터화, 그리고 기지국 수 감소 등을통해 적응 빔 스마트 안테나, 스포트 빔 서비스 시스템, 트래픽 적응 섹터 셀 시스템, 각도 다이버시티 시스템, 그리고 중계기용 신호 스캐닝 안테나에 활용하여 가입자의 서비스 품질을 향상시킬 수 있다.Fourth, adaptive beam smart antenna, spot beam service system, and traffic adaptive sector cell system through increased base station service capacity and coverage in IMT-2000 service, environment-friendly antenna installation, optimal sectorization according to traffic, and reduced number of base stations. It is possible to improve the service quality of the subscriber by utilizing it in the angle diversity system and the signal scanning antenna for the repeater.
다섯째, 마이크로 스트립 2중 편파 다이버시티 안테나, 원통형 마이크로 스트립 안테나, 이중 밴드(Dual Band) 안테나, 원격제어 빔 틸팅(Tilting) 안테나 등의 새로운 형태의 안테나와 빔 성형기의 응용에 활용 될 수 있다.Fifth, it can be used for the application of new types of antennas and beam formers, such as a microstrip double polarization diversity antenna, a cylindrical microstrip antenna, a dual band antenna, and a remote control beam tilting antenna.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.
Claims (5)
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| KR1020010002643A KR20020061717A (en) | 2001-01-17 | 2001-01-17 | Microstrip beam forming antenna |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=27691956
Family Applications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101700403B1 (en) * | 2016-02-02 | 2017-02-14 | 광운대학교 산학협력단 | 3D beamforming antenna |
| KR20170086551A (en) * | 2014-12-05 | 2017-07-26 | 아스틱스 게엠베하 | Radar antenna and suitable method for influencing the radiation characteristics of a radar antenna |
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2001
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Cited By (4)
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